过去几年里，通过Internet人们之间的数据交换变得非常频繁。仅去年全世界的电子邮件数量就达到6.9万亿之多。通过同一主干网络进行语音传输的动力越来越大。本文概述了语音数据综合技术，以及FPGA（现场可编程门阵列）在推动语音数据综合的作用。

语音数据综合（IP语音传输协议）

语音数据业务的网络综合是指通过同一网络同时传输数据、语音和视频的能力。VoIP语音传输，也称为IP电话，就是采用Internet协议分组的形式进行语音传输。

目前的语音电话基于电路交换基础设施，采用PSTN网络（公共交换电话网络）。呼叫建立后，在整个呼叫持续时间内，PSTN系统为其保留一个64Kbps带宽的固定端到端信道。一个语音呼叫通常不会占用整个信道带宽。

在VoIP网络中，语音的分组是实时进行的。VoIP还大大降低了需要的带宽，因为可以同时传输多个分组。配合采用SSS7及TCP/IP网络来完成呼叫的建立和释放，同时还采用了地址解析协议（ARP）。语音IP分组的传输过程过程是这样的：

*步骤1：将模拟语音信号转换成性脉码调制（PCM）数字位流（每125μs 16位）；

*步骤2：从PCM位流中去除线路回声，并通过分析进行静音压缩和音调检测；

*步骤3：将最终的PCM样本数据转换成语音帧，再通过语音编码器进行压缩。G.729a采用10字节语音数据表示10ms的语音。它可将129kbps的线性PCM位流压缩为8kpbs；

*步骤4：语音帧集成到语音分组中。首先，生成一个具有12字节标头的RTP分组。然后再加下一个包含源及目标地址的8字节UDP分组。最后，再加上包含源及目标IP地址的20字节IP标头；

*步骤5：分组通过Internet传输，路由器和交换机检查目标地址并钭分组传送到目标地址。IP路由可能会越过不同的网络并通过许多节点；

*步骤6：当目标接收到分组后，分组经过相反的过程实现语音的回放。

    IP分组是按顺序编号后传送到目标地址的。接收端必须按正确的次序将分组重组（当分组到达次序变化时）以产生语音。IP地址和电话号码也必须正确地进行映像。

市场

1998年的VoIP设备销售达6100万美元，预计到2003年时将超过38亿美元。VoIP市场也将从2000年时的77亿分钟，发展到2005年时的5000亿分钟。还预测VoIP网关设备的市场将从2000年的12亿美元增长到2005年的100亿美元。

VoIP的变化形式

*IP传真（Fax over IP,FoIP）采用VoIP类似的技术提供传真服务；

*DSL语音（Voice over DSL,VoDSL）通过DSL网络进行VoIP传输。VoIP网关将VoIP业务连接到一个5类语音交换网络和PSTN网络，

*有线电视电缆语音传输（Voice over Cable,VoCable）采用有线电视电缆基础设施提供Internet和语音传输服务。

设计IP语音系统所面临的挑战

为了实现语音和数据传输业务的综合，需要克服几个障碍。如要在一个网络基础设施内有效地满足本质上不同的两类业务传输的要求。语音和视（多媒体）流需要恒定的带宽，并且对网络的延迟很敏感。数据业务则是猝发式的，对网络的延迟相对不那么敏感。数据网络的无连接本质意味着：不同的数据业务是在实时的基础上竞争带宽的。

虽然专用分机交换（PBX）设备基于专用设计，IP电话产品则完全基于Internet协议，而且是一个基于开放标准的不断演化的技术。设计人员需要遵守标准，因此为产品的验证和测试带来很大的工作量。

VoIP产品的语音质量还必须能够与电话交换系统的质量相比。影响语音质量的因素包括线路噪声、回声、采用的语音编码及网络延迟。此外还需要在IP分组交换网络基础上提供与电路交换网络相似的特性，如呼叫等待、免费号码、信用卡付费、来电ID显示以及三方呼叫等。

综合网络要进行语音和视频的传输必须支持服务质量（QoS